1、城市轨道交通列车空调机组 列车空调机组为使乘客和乘务人员有良好的乘车环境，每节车厢均配有空调设备，以SZML11号线工程城市轨道交通车辆为例，每节车配有两台独立的车顶单元式空调机组，用于客室、司机室的通风和空气调节，每节车两台空调机组的运行由一个空调控制器进行控制。带司机室的A车还配有独立的司机室通风机，通过旋转旋钮对风量做多级调节。正常情况下，空调机组提供给每节车的总风量为10 000 m3/h；在列车交流供电失效的情况下，空调机组可为客室和司机室提供45 min的紧急通风，紧急通风的通风量为4 000 m3/h，全部为新风。在自动模式下，每节车的控制板可根据外界环境气候条件来决定机组的工作
2、方式，并自动调节机组的制冷量。空调机组的出风口与车内主风道通过软风道进行连接，经空调机组处理后的空气经车内主风道由送风口送达客室。空调机组可以起到调节客室和司机室的室内空气温度、湿度的作用。1 空调机组的组成与制冷原理单元式空调机组具有结构紧凑、体积小、互换性好的特点，主要部件集中布置，这不仅缩短了连接管路的长度，减小了管路泄漏的可能性，而且便于在车顶上进行检修和维护。车辆的空调机组由压缩机/冷凝器室、混合空气室和蒸发器室3部分组成，这三部分被组合在一个不锈钢箱体内，并通过8个安装座与减震垫一起被固定在车顶上。压缩机/冷凝器室的主要部件有涡旋式压缩机、冷凝风机、冷凝器、高/低压压力开关、电磁阀
3、、干燥过滤器、视液镜、逆止阀等。混合空气室的主要部件有混合空气过滤网、膨胀阀、新风过滤网、新风温度传感器。蒸发器室的主要部件有蒸发器、送风机、送风温度传感器。空调机组的制冷原理如图3-6所示。1 空调机组的组成与制冷原理1 空调机组的组成与制冷原理空调控制系统安装在客室内部的空调电气柜中，如图3-7所示。空调控制板使用一台空调控制器来实现对每节车两台空调的控制。空调控制器上的指示灯用来显示客室空调系统的运行状态，如图3-8所示。KPC型空调控制器是专为铁路客车、轻轨、城市轨道交通车辆等车厢空调系统设计的配套控制器，通过控制空调机组内部的电气设备，如蒸发器风机电动机、冷凝器风机电动机、压缩机电动
4、机、电加热器，实现对车厢内部的温度控制，使乘客拥有一个舒适的乘车环境。同时，空调控制器可对空调机组进行诊断，将空调系统各元件的状态信息及故障信息发送给车辆控制器，并在司机室的显示屏上显示。1 空调机组的组成与制冷原理2 空调机组的控制模式1.SZML11号线空调系统的运行模式SZML11号线空调系统的维护模式空调系统的运行模式可由3种信号（MVB信号、模式转换开关信号、由维护软件发来的命令）来控制。当系统处于维护模式时，由维护软件发来的命令具有最高的优先权，其次是模式转换开关信号，最后是MVB信号。SZML11号线空调系统的运行模式主要有关机模式、自动模式、紧急通风模式、测试模式、维护模式、减
5、载模式等。（1）关机模式。满足下列任意条件之一时，系统处于关机模式：当模式选择开关处于“停机”挡位时，系统将忽略来自MVB 的命令信号而处于关机模式。当模式选择开关处于“自动”“21”“23”“25”“26”“27”挡位时，系统将接收来自MVB的关机信号。当系统处于关机模式时，其将停止一切动作，但控制盘得电。2 空调机组的控制模式（2）自动模式。当模式选择开关处于“自动”“21”“23”“25”“26”“27”挡位时，控制器接收来自VCU的运行信号，系统处于自动模式。空调系统在自动模式下接收到MVB传来的首次上电信号，且有制冷需求时，将直接启动预冷模式，同时发送预冷信号至人机界面（man ma
6、chine interface，MMI）上显示（可由司机手动取消）。启动预冷模式后，空调新风门将关闭，回风门将打开，空调运行在全回风模式下，客室内的温度迅速降低；当车内温度达到设定值或预冷时间达到15 min时，将停止预冷进入正常工作状态。2 空调机组的控制模式（3）紧急通风模式。系统在自动模式下满足下列任意条件之一时，将转为紧急通风模式：MVB故障，空调系统检测不到380 V电源信号（仅故障车空调系统的运行模式转为紧急通风模式，而非故障车空调系统的运行模式仍为自动模式）。MVB正常，且收到“紧急通风”命令。在紧急通风模式下，系统回风门将关闭，新风门将完全打开，送风机由紧急逆变器供电，其他设备
7、停止运行。当取消“紧急通风”命令时，紧急通风模式运行停止，若持续收到“紧急通风”命令，则系统至少运行45 min，直至蓄电池欠压保护。（4）测试模式。当模式选择开关处于“测试1”“测试2”挡位时，系统处于测试模式。在测试模式下，当模式选择开关处于“测试1”挡位时，空调系统单独强制1号机组全冷运行；当模式选择开关处于“测试2”挡位时，空调系统单独强制2 号机组全冷运行；运行时间各为15 min，用以对两台机组的主要设备部件进行测试。2 空调机组的控制模式（5）维护模式。当模式选择开关置于除“停机”挡位外的任意挡位时，通过操作维护软件，可以使系统处于维护模式，此时PTU维护软件发送的命令具有最高优
8、先权。在维护模式下，既可以对系统单个主要设备部件进行检测，也可以对多个设备部件同时进行检测。SZML11号线空调系统的维护模式如图3-9所示。（6）减载模式。当外温（冷凝器进口处的空气温度）高于45 并低于50 时，空调机组中的每个制冷系统中各有一个压缩机（工作时间较短的）在运转，每个制冷系统中的主电磁阀打开。当外温大于或等于50 时，制冷系统停止工作，但通风功能仍有效。2 空调机组的控制模式辅助逆变器故障下空调机组的运行情况有如下4种：在1台辅助逆变器切除的情况下，列车控制系统不主动切除任何负载。如果发生过载情况，则切除A车二位端空调的2台压缩机。在2台辅助逆变器切除的情况下，每个单元A车空
9、调正常启动，每个单元B、C车每个空调机组各切除2台压缩机。在3台辅助逆变器切除的情况下，每个单元A、B、C车的每个空调机组切除2台压缩机。在45台辅助逆变器切除的情况下，全列车空调单元仅起通风作用。按钮和旋钮则为某一状态设置装置，由列车操作人员根据实际需要进行操作，在其控制电路输出的是导通信号或中断信号的情况下正常行车。2 空调机组的控制模式2.武汉东湖T1、T2试验线空调机组的控制模式（1）空调工作模式。通过CANopen网络，系统接收列车控制和管理系统（train control and management system，TCMS）发送来的工作模式指令，使空调系统工作在相应的工作模式下。
10、工作模式指令包括自动冷、自动暖、通风、紧急通风、减载、停机、半冷测试、全冷测试、半暖测试、全暖测试。空调机组控制电路原理如图3-10所示，空调机组主电路原理如图3-11所示。2 空调机组的控制模式2 空调机组的控制模式2 空调机组的控制模式 当接收到自动冷工作模式指令时，空调系统根据室内温度和目标温度的差值，控制空调机组工作在通风、半冷、全冷、预冷等模式下。当接收到自动暖工作模式指令时，空调系统根据室内温度和目标温度的差值，控制空调机组工作在通风、半暖、全暖、预暖等模式下。当接收到通风工作模式指令时，空调系统控制空调机组强制工作在通风模式下。当接收到紧急通风工作模式指令时，空调系统控制空调机组
11、工作在紧急通风模式下。当接收到减载工作模式指令时，空调系统控制空调机组最高运行状态为半冷模式或半暖模式。当空调系统接收到TCMS发送来的“停止”信号时，空调机组停机。当接收到半冷测试、全冷测试、半暖测试、全暖测试工作模式指令时，空调系统控制空调机组强制机组工作在半冷、全冷、半暖、全暖模式下，用以对机组的主要部件进行测试。2 空调机组的控制模式（2）空调运行模式和温度之间的关系。停止模式 通风模式 半冷模式 全冷模式 半暖模式2 空调机组的控制模式 全暖模式 预冷模式 预暖模式 测试模式 紧急通风模式2 空调机组的控制模式（3）电动机和电加热器的运行情况。在通风模式下，仅两个通风机运转。在半冷模
12、式下，两个通风机运转，两个冷凝风机运转，一台压缩机运转。在全冷模式下，两个通风机运转，两个冷凝风机运转，两台压缩机运转。在半暖模式下，两个通风机运转，一个电加热器运行。在全暖模式下，两个通风机运转，两个电加热器运行。各工作模式所对应的电动机工作情况如表3-2所示。2 空调机组的控制模式3 空调机组的保护、养护与故障处理1.空调机组的保护与控制（1）过（欠）压保护。（2）压缩机启动时间的控制。（4）过载保护。（3）系统压力保护。（5）压缩机低温保护。3 空调机组的保护、养护与故障处理2.空调机组的日常养护要点（1）紧固件的检查。通过查看螺栓防松标记或以锤轻击的方式来检查各元件（如压缩机、风机、电
13、气元件终端等）的安装螺栓是否松动。（2）绝缘电阻的检查。用兆欧表测量绝缘电阻，并确认带电部分与无电部分之间的阻值不小于2 M；如果小于2 M，则应检查各部分是否有绝缘老化现象。（3）电气连接的检查。确认电线端头连接及其紧固螺栓连接牢固、可靠。（4）电加热器的检查。检查电加热器上是否有灰尘，检查电加热器的回路接线是否完好，检查温度开关、温度熔断器是否正常。（5）空气开关的检查。对于经常接通的空气开关，在定期检查时要进行反复的开、关操作，以便修复触点，防止异常发热。若触点被烧损，则先用细锉或砂纸轻轻打磨触点，后用蘸有中性洗涤剂或汽油的布清洁触点。（6）接触器的检查。触点的损耗状态。触点的接触状态。
14、灭弧罩。电线连接部分。3 空调机组的保护、养护与故障处理3.空调系统的故障处理（1）通风故障处理。当空调控制器接收到“通风机1过载保护”信号时，系统将断开机组除通风机2外的其他输出。当空调控制器接收到“通风机2过载保护”信号时，系统将断开机组除通风机1外的其他输出。注意：通风机过载保护元件采用热磁断路器，保护后必须手动复位，复位后延时2 min,通风机再次启动。3 空调机组的保护、养护与故障处理（2）制冷故障处理。高压故障处理。高压压力开关HP1/HP2动作，对应的压缩机CPK1/CPK2停机，无故障的压缩机保持运行。如果在2 min内压力开关仍未恢复，则锁死故障；如果在2 min内保护装置恢
15、复，则相应的压缩机转入正常运行。从故障恢复后压缩机再次启动开始计时，如果2 min内再次发生高压故障，则锁死故障。如果在215 min内再次发生高压故障，则故障次数加1，压缩机停机2 min并按压缩机停机后的处理方式重新检测；如果在15 min内机组未发生高压故障，则将故障次数清零，机组转入正常工作状态。当机组高压故障次数累计为3次时，锁死故障。只有当故障消除，并且控制盘重新上电或处于停机状态时，相应的压缩机才能再次启动。3 空调机组的保护、养护与故障处理 机组压缩机低压故障处理。压缩机启动前10 s，忽略低压开关。低压压力开关HP1/HP2动作，对应的压缩机CPK1/CPK2停机，无故障的压
16、缩机保持运行。如果2 min内压力开关仍未恢复，则锁死故障；如果2 min内保护装置恢复，则相应的压缩机转入正常运行状态。从故障恢复后压缩机再次启动开始计时，如果2 min内再次发生低压故障，则锁死故障。如果在215 min内再次发生低压故障，则故障次数加1，压缩机停机2 min并按压缩机停机后的处理方式重新检测；如果15 min内机组未发生低压故障，则将故障次数清零，机组转入正常工作状态。当机组低压故障次数累计为3次时，锁死故障。只有当故障消除，并且控制盘重新上电或处于停机状态时，相应的压缩机才能再次启动。3 空调机组的保护、养护与故障处理 冷凝风机1过载保护处理。当空调控制器接收到“冷凝风
17、机1过载保护”信号时，系统将断开机组所有冷凝风机及压缩机的输出，仅通风机继续运转，进入通风模式。冷凝风机2过载保护处理。当空调控制器接收到“冷凝风机2过载保护”信号时，系统将断开机组所有冷凝风机及压缩机的输出，仅通风机继续运转，进入通风模式。注意：冷凝风机过载停机后，延时2 min，如果能恢复，机组可重新启动；如果恢复后2 min内再次发生故障，则锁死；如果连续4 min不能恢复，则锁死故障。机组压缩机过载保护处理。机组压缩机发生过载保护后，相应的压缩机停止工作，2 min内禁止再次启动。如果24 min内故障恢复，则设备重新启动；如果连续4 min不能恢复，则锁死故障。启动后2 min内再次
18、发生故障，则锁死故障。压缩机故障或锁死后，因为只有一台压缩机运行，所以故障压缩机的制冷系统将停止运行，自动切换到另一台压缩机上继续运行。3 空调机组的保护、养护与故障处理（3）接触器故障处理。控制盘上的每个接触器均设有反馈信号，当接触器动作时，在0.5 s内，该接触器的触点信号将反馈给空调控制器。如果在接触器吸合0.5 s后，空调控制器没有收到该接触器的反馈信号（第一次），那么接触器断开。延时6 s，该接触器再次闭合，0.5 s后，仍然没有反馈输入（第二次），则接触器断开，锁死故障。只有断开控制回路空气开关，重新上电或处于停机状态，才可清除故障，再次启动接触器。如果在接触器断开0.5 s后，仍
19、有该接触器的反馈信号，则锁死故障。只有断开控制回路空气开关，重新上电或处于停机状态，才可清除故障，再次启动接触器。3 空调机组的保护、养护与故障处理（4）温度传感器故障处理。温度传感器开路、短路及温度高于70 或低于-50，均视为故障。如果新风温度传感器故障，则忽略新风温度传感器温度对空调运行的限制，空调机组继续工作在相应的工作模式下。如果回风温度传感器故障，则强制执行通风。（5）主电源过（欠）压故障处理。当三相电压监控继电器检测到主回路电源异常时，控制器将断开接触器的输出，机组停机。故障恢复后，系统将在10 s后重新启动。（6）当三相空调控制器监控到主回路空气开关脱扣时，控制器将断开接触器的输出，机组停机并锁死故障。（7）空调控制器与TCMS通信异常故障处理。当CANOpen网络故障时，空调控制器将根据故障前收到的TCMS指令工作于相应的工况下。此时，制冷模式允许降级，不允许升级，即压缩机停机后不再允许压缩机再次启动，并且半冷模式以半冷为上限，半暖模式以半暖为上限。谢谢观看
